基于單片機的汽車(chē)防盜報警系統的設計與實(shí)現

摘要：針對汽車(chē)防盜及定位需求的日益增長(cháng)，基于單片機微處理器、GPS、GPRS等技術(shù)，采用模塊化的設計方案設計了汽車(chē)防盜報警系統，實(shí)現了實(shí)時(shí)定位、短信報警的功能，即系統采集到車(chē)輛被盜信息后，啟動(dòng)GPS定位模塊，接收車(chē)輛位置信息(緯度、經(jīng)度等)，單片機對該定位數據分析與處理后，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )以短信形式發(fā)送至車(chē)主手機。通過(guò)軟硬件調試，系統運行數據顯示，該系統實(shí)時(shí)性強、準確性高，車(chē)輛報警響應時(shí)間為秒級延時(shí)，定位誤差在經(jīng)緯度0.6度以?xún)取?/p>本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201610/309581.htm

隨著(zhù)經(jīng)濟的高速發(fā)展，汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)。與此同時(shí)，汽車(chē)失竊事件也在逐日增加。汽車(chē)的失竊對于車(chē)主而言是一種巨大的損失。因此，汽車(chē)防盜系統和汽車(chē)定位系統擁有了巨大的市場(chǎng)需求。

當前市場(chǎng)上部分車(chē)輛防盜系統存在的功能單一，體積大，能耗高等缺點(diǎn)，使得車(chē)輛仍然存在一定安全隱患。因此，如何對現有汽車(chē)防盜報警裝置進(jìn)行改進(jìn)，使其能更好地實(shí)現報警功能，保護人民的私有財產(chǎn)，引起了眾多學(xué)者與電子產(chǎn)品廠(chǎng)商的關(guān)注。因此，文中基于單片機，利用GPS/GPRS技術(shù)設計了汽車(chē)防盜報警系統，實(shí)現了汽車(chē)定位功能的可靠性及報警功能的實(shí)時(shí)性。

1 總體設計

汽車(chē)防盜報警系統功能復雜，采用模塊化的設計方案，主要由4個(gè)部分組成，如圖1所示。防盜信息采集模塊采集到報警信號時(shí)，GPS定位模塊將立即啟動(dòng)，并開(kāi)始接收定位信號(緯度，經(jīng)度，高度等等)，同時(shí)，核心微處理器通過(guò)多種通訊方式連接各模塊，控制其協(xié)同工作，并進(jìn)行數據分析與處理，啟動(dòng)GPRS防盜報警模塊將定位數據以短信形式發(fā)送至車(chē)主手機。

2 模塊設計

2.1 防盜信息采集模塊

本系統中選用紅外對管傳感器電路采集防盜信息，用于監測當汽車(chē)停放無(wú)人看管時(shí)，是否有人非法入侵。該傳感器電路由紅外發(fā)射與接收對管組成，可及時(shí)向微處理器發(fā)送準確的監測信號，使用簡(jiǎn)單，易于觀(guān)察，靈敏度高。防盜信息采集模塊不是本系統核心功能模塊，在系統實(shí)現過(guò)程中僅用于模擬汽車(chē)是否被盜情景。

2.2 核心處理器模塊

采用GPS/GPRS技術(shù)的汽車(chē)防盜報警系統功能復雜，為了保證系統的實(shí)用性和可擴展性，需要選用高性能的核心處理器協(xié)調各模塊的工作，為了實(shí)現系統的體積小、集成度高、可靠性好等性能，設計中將采用高性?xún)r(jià)比的8位51系列單片機作為核心處理器。

2.3 GPS定位模塊

1)硬件部分

GPS全球定位系統作為迄今最好的導航定位系統，在實(shí)際生活中被廣泛應用，是當今信息時(shí)代發(fā)展中的重要組成部分。GPS系統由空間衛星、地面支撐系統、用戶(hù)設備三個(gè)部分組成，其定位的基本原理參考文獻。用戶(hù)在使用GPS實(shí)現定位功能時(shí)只需設計用戶(hù)設備部分，即圖1中的GPS定位模塊，該部分用于接收GPS衛星發(fā)射信號。

汽車(chē)定位選用GT-2525 GPS芯片。GT-2525 GPS具有12個(gè)獨立的采用異步串行通信方式的接收通道，可以提供經(jīng)度、緯度、速度、高度、世界協(xié)調時(shí)間、頻率和GPS衛星軌道信息，具有低壓供電，靈敏度高，精度高，可信度高，使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。此外，為提高系統功能的可升級性，系統設計中應盡量減少占用核心處理器管腳資源，因此，本模塊設計方案為：GT-2525 GPS接收到車(chē)輛位置信息后，利用8250芯片進(jìn)行串并轉換，并通過(guò)8255并行接口芯片實(shí)現與單片機的連接，單片機對該數據進(jìn)行分析與處理后顯示于OCMJ2X8(128X32)LCD上，其中，LCD顯示并非系統功能模塊，主要用于GPS定位模塊調試。GPS定位模塊結構如圖1所示。

2)軟件部分

GPS定位模塊軟件部分設計流程如圖2所示，各部分具體設計詳述如下。

①8250芯片初始化：設置8250傳輸線(xiàn)控制寄存器實(shí)現尋址除數鎖存器;根據8250外部時(shí)鐘頻率1.843 2 MHz，波特率4800 BPS設置除數鎖存器值;設置傳輸線(xiàn)控制寄存器實(shí)現字符數據格式為：8位數據位，2位停止位，無(wú)校驗位。

②8255芯片初始化：通過(guò)寫(xiě)方式選擇控制字，設置PA口為輸出，實(shí)現PA口對LCD模塊：DB0～DB7進(jìn)行數據寫(xiě)入，同時(shí)置PC口為高4位輸入，低4位輸出，實(shí)現LCD模塊的BUSY口及REQ口的控制。

③設置GPS輸出格式：

GT-2525 GPS采用的是NMEA-0183協(xié)議，該協(xié)議格式要求嚴格?；綨MEA命令指令是一個(gè)ASCII字符串.以‘$’字符開(kāi)始，以序列結束。根據文獻可知，該GPS默認設置輸出為：$PFST，NMEA，E003，4800，而本系統采用$GPGGA輸出格式，則設置GPS輸出格式命令為：$PFST，NMEA，2000。此外，由于該GPS串口默認參數為：4800BPS，1個(gè)起始位，無(wú)校驗位，8個(gè)數據位，1個(gè)停止位，與8250設置的串口通訊參數一致，故不需重新設置。該部分軟件設計流程如圖3所示，單片機將ASCII字符串命令依次通過(guò)8250轉換后以串行方式發(fā)送給GPS，實(shí)現GPS輸出格式的設置。

④接收GPS模塊定位數據存儲于片外RAM

單片機在對GPS模塊發(fā)送輸出格式的設置命令后，單片機將首先接收到該命令的回顯，即單片機先接收到$PFST，NMEA，2000各字符后，然后才會(huì )接收GPS模塊發(fā)送的定位數據。

NMEA標準消息以“GP”開(kāi)始，接著(zhù)是3個(gè)字符的消息標識碼。消息頭和消息內容通過(guò)逗號進(jìn)行分隔，消息以校檢碼結束(校檢碼由一個(gè)‘*’和兩個(gè)16位的校驗碼組成。校驗碼計算方法為：自“$”符后開(kāi)始，到“*”符以前，第一個(gè)字與第二個(gè)字進(jìn)行異或后的結果，再與第三個(gè)字進(jìn)行異或運算，如此循環(huán)后得到的結果)。

GPS輸出的$GPGGA格式為$GPGGA，hhmmss.dd，xxmm.dddd，，yyymm.dddd，，v，ss，d.d，h.h，M，g.g，M，a.a，xxxx*hh，各部分含義參照表1所示。